WASP-121b est une exoplanète située à 850 années-lumière de la Terre, en orbite autour de son étoile en moins de deux jours, un processus qui prend un an à la Terre. WASP-121b est très proche de son étoile, environ 40 fois plus proche que la Terre du Soleil. Cette proximité est également la principale raison de sa température extrêmement élevée d'environ 2, 500 à 3, 000 degrés Celsius. Cela en fait un objet d'étude idéal pour en savoir plus sur les mondes ultra-chauds.

Des chercheurs dirigés par Jens Hoeijmakers, premier auteur de l'étude et chercheur postdoctoral au Pôle National de Compétences en Recherche PlanetS des Universités de Berne et de Genève, ont examiné les données qui avaient été recueillies par le spectrographe HARPS à haute résolution. Ils ont pu montrer qu'un total d'au moins sept métaux gazeux se trouvent dans l'atmosphère de WASP-121b. Les résultats ont été récemment publiés dans la revue Astronomie &Astrophysique .

Complexité inattendue dans l'atmosphère de l'exoplanète WASP-121b

WASP-121b a été largement étudié depuis sa découverte. "Les études précédentes ont montré qu'il se passe beaucoup de choses dans son atmosphère, " explique Jens Hoeijmakers. Et cela malgré le fait que les astronomes avaient supposé que les planètes ultra-chaudes ont des atmosphères plutôt simples car peu de composés chimiques complexes peuvent se former dans une chaleur aussi fulgurante. Alors, comment WASP-121b en est-il arrivé à cette complexité inattendue ?

"Des études antérieures ont tenté d'expliquer ces observations complexes avec des théories qui ne me semblaient pas plausibles, " dit Hoeijmakers. Les études avaient suspecté que les molécules contenant le vanadium, un métal relativement rare, étaient la principale cause de l'atmosphère complexe dans WASP-121b. Selon Hoeijmakers, cependant, cela n'aurait de sens que si un métal plus commun, titane, manquaient à l'atmosphère. Hoeijmakers et ses collègues ont donc cherché une autre explication. "Mais il s'est avéré qu'ils avaient raison, " admet Hoeijmakers sans équivoque. " A ma grande surprise, nous avons en fait trouvé de fortes signatures de vanadium dans les observations. » En même temps, cependant, il manquait du titane. Cela a à son tour confirmé l'hypothèse de Hoeijmakers.

Métaux vaporisés

Mais l'équipe en a fait d'autres, découvertes inattendues. En plus du vanadium, ils ont récemment découvert six autres métaux dans l'atmosphère de WASP-121b :le fer, chrome, calcium, sodium, magnésium et nickel. "Tous les métaux se sont évaporés en raison des températures élevées régnant sur WASP-121b, " explique Hoeijmakers, " assurant ainsi que l'air sur l'exoplanète est constitué de métaux évaporés, entre autres."

Une nouvelle ère dans la recherche sur les exoplanètes

Ces résultats détaillés permettent aux chercheurs de tirer des conclusions sur les processus chimiques qui se déroulent sur de telles planètes, par exemple. C'est une compétence cruciale pour un avenir pas trop lointain, lorsqu'il est plus grand, des télescopes et des spectrographes plus sensibles seront développés. Ceux-ci permettront aux astronomes d'étudier les propriétés de plus petits, planètes rocheuses plus froides semblables à la Terre. "Avec les mêmes techniques que nous utilisons aujourd'hui, au lieu de simplement détecter des signatures de fer ou de vanadium gazeux, nous pourrons nous concentrer sur les biosignatures, des signes de vie comme les signatures de l'eau, l'oxygène et le méthane, " dit Hoeijmakers.

La connaissance approfondie de l'atmosphère de WASP-121b confirme non seulement le caractère ultra-chaud de l'exoplanète, mais souligne également que ce domaine de recherche entre dans une nouvelle ère, comme le dit Hoeijmakers :« Après des années à cataloguer ce qui existe, nous ne faisons plus que prendre des mesures, " explique le chercheur, "mais nous commençons vraiment à comprendre ce que nous montrent les données des instruments. Comment les planètes se ressemblent et diffèrent les unes des autres. De la même manière, peut-être, que Charles Darwin a commencé à développer la théorie de l'évolution après avoir caractérisé d'innombrables espèces d'animaux, nous commençons à mieux comprendre comment ces exoplanètes se sont formées et comment elles fonctionnent."